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La diffusione del virus dell'encefalite giapponese in Australia

Recenti focolai di JEV mettono in evidenza i rischi legati alle specie di uccelli acquatici.

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Indice

Il virus dell'encefalite giapponese (JEV) è un virus dannoso che esiste da molti anni, specialmente in alcune zone della regione centro-indo-pacifica. All'inizio del 2022, il JEV è apparso per la prima volta nel sud-est dell'Australia, portando a un'importante allerta per la salute pubblica. Sono stati segnalati 45 casi di malattia, con sette decessi. Il virus è stato trovato anche in allevamenti di maiali in un'ampia area, coinvolgendo molti allevamenti. Prima di questo, il JEV era stato osservato solo in casi isolati in alcune parti dell'Australia, ma i recenti Focolai hanno alzato allarmi a causa delle località inaspettate e del gran numero di allevamenti colpiti.

Questi focolai sono arrivati dopo un lungo periodo di condizioni meteorologiche insolite causate da un fenomeno noto come La Niña, che ha portato a forti piogge e inondazioni nell'est dell'Australia. Gli esperti pensavano che questo clima anomalo potesse aver aiutato la diffusione del JEV modificando la distribuzione degli animali portatori del virus. Tuttavia, studi più dettagliati hanno suggerito che la configurazione e il tipo di paesaggio hanno avuto un ruolo più importante nei focolai rispetto ai cambiamenti climatici da soli. Caratteristiche specifiche del paesaggio, come la presenza di zone umide e inondazioni, sono state considerate come contributori ai focolai.

Trasmissione del Virus e Ospiti

Il JEV circola principalmente negli uccelli selvatici, in particolare in un gruppo di aironi e garzette, che sono ospiti importanti per il virus. Le zanzare, in particolare alcune specie, diffondono il virus ai maiali e agli esseri umani. Anche se i maiali possono infettarsi e ammalarsi, gli esseri umani non sono ospiti abituali del virus e non lo diffondono efficacemente. Ricerche precedenti indicavano che la ricchezza delle specie di uccelli era collegata ai focolai di JEV, con una specifica gamma di ricchezza di specie associata a un rischio maggiore. Tuttavia, studi passati si sono concentrati solo su pochi tipi di uccelli, senza considerare il ventaglio più ampio di specie che potrebbero essere cruciali nella diffusione del JEV.

Comprendere le diverse specie e i loro ruoli nell'ecosistema può essere fondamentale per monitorare e controllare il JEV. Data l'ampiezza dei paesaggi australiani e della regione, è essenziale identificare quali specie di uccelli potrebbero essere più rilevanti per il tracciamento del JEV.

Importanza delle Caratteristiche degli Uccelli

Negli ultimi anni, la ricerca ha sottolineato l'importanza di studiare caratteristiche specifiche delle specie ospiti potenziali. Le specie a rapida vita, conosciute come specie r-selezionate, spesso sono ospiti efficienti per le malattie grazie ai loro alti tassi riproduttivi e alla capacità di prosperare nonostante lo stress ambientale. Tuttavia, il legame tra essere una specie a rapida vita e un buon ospite non è sempre chiaro. Alcuni sistemi mostrano schemi opposti, il che significa che le dinamiche delle specie ospiti e le loro caratteristiche possono essere complesse.

Alcune caratteristiche, come la densità della popolazione, la dieta e la capacità di dispersione delle specie di uccelli, possono anche influenzare la diffusione delle malattie. È importante notare che le relazioni tra le caratteristiche delle specie e le loro capacità di ospitare malattie non sono state esplorate a fondo nei sistemi di ospiti uccelli. Studi recenti in altre aree hanno mostrato forti legami tra le caratteristiche degli uccelli e la presenza di malattie, il che potrebbe applicarsi anche al JEV.

La diversità funzionale, che si riferisce alla varietà di caratteristiche tra le specie in una comunità, fornisce approfondimenti più profondi sulle relazioni ecologiche che vanno oltre il semplice conteggio del numero di specie presenti. Questo studio mira a fare luce su come diverse specie di uccelli, specialmente gli uccelli acquatici, siano associate a paesaggi in cui si verificano focolai di JEV.

Obiettivi dello Studio

Gli obiettivi principali di questo studio sono tre. Prima di tutto, vogliamo identificare quali specie di uccelli acquatici si trovano nelle regioni colpite da focolai di JEV in Australia. Questo implica esaminare come la composizione delle specie si relazioni alle caratteristiche del paesaggio in queste aree. In secondo luogo, vogliamo capire la connessione tra le caratteristiche degli uccelli e i paesaggi dove è presente il JEV. Infine, cerchiamo di vedere se le relazioni tra specie e le loro caratteristiche si applicano anche ad altre regioni dove viene rilevato il JEV.

Raccolta Dati

Dati sugli Animali

Per questo studio, ci siamo basati su dati provenienti da diverse fonti riguardo ai focolai di JEV. In Australia, ci sono stati 54 casi segnalati di JEV in allevamenti di maiali da gennaio ad aprile 2022. Sono stati documentati casi aggiuntivi di rilevamento di JEV in zanzare e esseri umani per convalidare i nostri modelli. Per la più ampia regione centro-indo-pacifica, abbiamo incluso rilevamenti di JEV da altri paesi per confrontare i modelli.

Abbiamo anche raccolto un’enorme quantità di informazioni sulle specie di uccelli acquatici in questa regione, concentrandoci sul loro habitat e distribuzione geografica. Questi dati coprono il periodo dal 2010 al 2020 e includono più famiglie di specie di uccelli acquatici. L'obiettivo era determinare come la loro presenza si correli ai focolai di JEV sia in Australia che nella regione centro-indo-pacifica.

Dati Ambientali

Per valutare l'habitat degli uccelli acquatici, abbiamo esaminato vari fattori ambientali, tra cui copertura del suolo, disponibilità di acqua e dati climatici. Queste informazioni aiutano a modellare gli habitat in cui questi uccelli prosperano e come questi habitat si relazionano ai focolai di JEV. La nostra analisi ha incluso anche fattori come la precipitazione annuale e la temperatura, che possono influenzare la presenza delle popolazioni di uccelli acquatici e la diffusione del JEV.

Analisi delle Strutture del Paesaggio

Abbiamo esaminato da vicino le caratteristiche del paesaggio nelle aree in cui sono stati segnalati focolai di JEV. In particolare, abbiamo analizzato come la composizione del terreno, compresa la quantità di terra coltivata e la condizione delle praterie, fosse legata ai focolai. Comprendere queste relazioni aiuterà a identificare le aree ad alto rischio di trasmissione del JEV.

Caratteristiche Funzionali degli Uccelli Acquatici

Abbiamo esaminato varie caratteristiche degli uccelli acquatici, compresa la loro dieta e dimensione corporea, per vedere come queste caratteristiche si relazionano alla loro presenza nelle aree colpite dal JEV. Caratteristiche come alti tassi riproduttivi e certe preferenze alimentari possono influenzare come questi uccelli interagiscono con l'ambiente e potenzialmente il loro ruolo nella trasmissione delle malattie.

Valutando queste caratteristiche a livello paesaggistico, possiamo capire meglio come sono strutturate le piscine di specie in relazione ai focolai di JEV.

Modelli Statistici

Abbiamo utilizzato diversi metodi statistici per modellare la relazione tra specie di uccelli acquatici e focolai di JEV. Questi modelli ci aiutano a riconoscere schemi su come le diverse specie e le loro caratteristiche siano associate alla presenza della malattia. Abbiamo guardato a singole specie, così come alle loro caratteristiche, per vedere quali fattori siano più importanti per il rilevamento del JEV.

Risultati sulle Specie di Uccelli e JEV

Distribuzione delle Specie

La nostra analisi ha mostrato che diverse specie di uccelli acquatici erano presenti in paesaggi associati ai focolai di JEV in Australia. In modo interessante, le specie associate ai focolai di JEV includevano non solo aironi e garzette, ma anche altre famiglie di uccelli acquatici. Questa scoperta sfida la comprensione precedente che si concentrava principalmente sulla famiglia degli Ardeidae, indicando che il monitoraggio del JEV dovrebbe considerare un ventaglio più ampio di specie di uccelli acquatici.

Nella più ampia regione centro-indo-pacifica, abbiamo trovato che molte specie di uccelli erano legate a paesaggi dove è stato individuato il JEV. Questo evidenzia le interazioni complesse tra specie e i loro ambienti che contribuiscono alla diffusione del virus.

Ruolo delle Caratteristiche degli Uccelli

Esaminando le caratteristiche degli uccelli, abbiamo scoperto che le caratteristiche legate alla dispersione degli uccelli hanno giocato un ruolo significativo nel modo in cui queste specie si relazionano ai focolai di JEV. Ad esempio, l'indice mano-ala, che indica quanto bene un uccello può volare e dispersi, era fortemente associato al rilevamento del JEV. Valori più elevati di questo indice in alcune specie suggerivano una maggiore capacità di muoversi attraverso i paesaggi, il che potrebbe influenzare il loro ruolo nella diffusione del virus.

Questa scoperta sottolinea la necessità di considerare non solo la presenza di alcune specie, ma anche come le loro caratteristiche contribuiscano al loro potenziale come ospiti per il JEV.

Implicazioni per il Monitoraggio

Questi risultati hanno notevoli implicazioni per le strategie di Sorveglianza del JEV in Australia e nella più ampia regione centro-indo-pacifica. Comprendendo quali specie sono associate ai focolai di JEV e come le loro caratteristiche influenzano questa relazione, le autorità sanitarie possono sviluppare programmi di monitoraggio più mirati ed efficaci per il JEV.

Il monitoraggio non dovrebbe essere limitato alle specie ospiti tradizionali, ma dovrebbe espandersi per includere una varietà più ampia di uccelli acquatici che potrebbero giocare un ruolo nelle dinamiche di trasmissione del virus. Questo approccio più ampio aiuterà a catturare la complessità di come il JEV circola in diversi ambienti.

Specie Target per il Monitoraggio

Lo studio identifica diverse specie target che dovrebbero essere monitorate da vicino nelle regioni a rischio di focolai di JEV. Concentrandosi su queste specie e i loro comportamenti, i ricercatori possono ottenere preziosi approfondimenti sui fattori che contribuiscono alla trasmissione del JEV e sviluppare migliori strategie di prevenzione.

Conclusione

Lo studio presenta uno sguardo completo sulla relazione tra specie di uccelli acquatici, le loro caratteristiche e i focolai di JEV. Combinando diverse fonti di dati e metodi analitici, abbiamo sottolineato l'importanza di considerare un'ampia gamma di specie di uccelli acquatici e i loro ruoli ecologici quando si monitora e si gestisce il JEV.

I futuri sforzi dovrebbero concentrarsi sull'espansione dei programmi di sorveglianza per includere diverse specie di uccelli acquatici e le loro caratteristiche funzionali, in particolare quelle che influenzano la dispersione. Comprendere queste dinamiche sarà cruciale per gestire e mitigare il rischio di diffusione del JEV in Australia e nella regione centro-indo-pacifica.

Informazioni di Supporto

Questo studio ha numerose limitazioni che devono essere riconosciute. I bias di reporting possono influenzare il rilevamento di sia uccelli che focolai di JEV. I nostri metodi hanno cercato di correggere questi bias, ma potrebbero rimanere alcune preoccupazioni residue. Inoltre, i modelli utilizzati si basavano su medie climatiche che potrebbero non rappresentare accuratamente le condizioni attuali.

La complessità delle interazioni tra gli ospiti e i loro contesti ecologici necessita di ulteriori indagini. Le ricerche future dovrebbero mirare a colmare queste lacune di conoscenza, in particolare riguardo al ruolo delle comunità di zanzare e le loro interazioni con le popolazioni di uccelli acquatici nel contesto della trasmissione del JEV.

In generale, mentre questo studio ha aperto nuove strade per comprendere le dinamiche del JEV tra le specie di uccelli acquatici, è essenziale continuare la ricerca per afferrare completamente l'intricata rete di relazioni che governano la presenza e la diffusione del virus in vari ambienti.

Fonte originale

Titolo: Landscapes associated with Japanese encephalitis virus reflect the functional biogeography of waterbird species across Australia and the Central Indo-Pacific region

Estratto: Japanese encephalitis virus (JEV), a zoonotic, mosquito-borne virus, has broad circulation across the Central Indo-Pacific biogeographical region (CIPBR), which recently expanded dramatically within this region across southeastern Australia over the summer of 2021-2022. Preliminary investigation of the landscape epidemiology of the outbreaks of JEV in Australian piggeries found associations with particular landscape structure as well as ardeid species richness. The ways in which waterbird species from diverse taxonomic pools with substantial functional variation might couple with JEV-associated landscape structure was not explored, and therefore, key questions regarding the landscape epidemiology and infection ecology of JEV remain unanswered. Moreover, given the established presence of JEV within the CIBPR, the extent to which waterbird species pools in JEV-associated landscapes in Australia reflect broader regional patterns in functional biogeography presents a further knowledge gap particularly with respect to potential virus dispersal via maintenance hosts. The current study investigated waterbird species presence, ecological traits, and functional diversity distribution at landscape scale, and how these aligned with confirmed JEV detections in eastern Australia and the wider CIPBR. The results showed that waterbird habitat associated with JEV detection in Australia in 2022 and more widely across the CIPBR over the last 20 years reflects a range of species representing 8 families in 4 orders (ardeids, anatids, rallids, phalacrocoracids, threskiornithids, gruids, and pelecanids). Increasing waterbird functional diversity (trait-based mean pairwise dissimilarity) was associated with landscapes delineating JEV occurrence, while only one individual trait, high hand-wing index, was consistently associated with species presence in these JEV-associated landscapes in both Australia and the broader CIPBR. This suggests that dispersal capacity among the waterbird species pools that dominate JEV-associated landscapes might be important. By taking an agnostic approach to JEV maintenance host status, this study indicates a relatively large, CIPBR-wide pool of waterbird families associated with JEV landscapes, challenging the narrow view that JEV maintenance is limited to ardeid birds. In addition, these findings highlight the potential for leveraging functional biogeography in high-risk landscapes across broad geographic extent to guide landscape-specific selection of species for JEV surveillance.

Autori: Michael Walsh, C. E. Webb, V. Brookes

Ultimo aggiornamento: 2024-09-16 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.18.553798

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.18.553798.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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